拦河引水枢纽工程区通信系统建设

□刘晨亮（新疆伊犁河流域开发建设管理局）

1 概况

新建拦河引水枢纽工程区由拦河引水枢纽启闭机闸房，管理处办公楼及35kV 变电所三座建筑物组成。为满足“无人值班、少人值守”的设计原则和信息化管理要求，根据工程区管理单位今后运行管理的实际需要,需进行传输网络骨干通讯系统设计与建设，运用高新技术、高新手段，实现实时的信息采集网络、动态的远程监控网络和实用的专家决策支持系统，构筑一个技术先进、性能稳定、质量可靠、系统开放、扩展灵活和经济实用的现代化工程运行管理信息网络系统，提供信息交互、资源共享的网络服务环境，实现拦河枢纽水位实时采集处理、闸门启闭远程控制、现场环境实时监控、数据的远程传输及交换等相关扩展业务应用的通信需求，通过数据视图、数据目录、浏览器/服务器等技术的应用，实现对拦河枢纽的远程监控及管理。

2 通信光缆建设及要求

该通讯系统建设将北岸35kV 变电所中控室作为光缆传输核心设备安装位置，其它建筑物通过直埋重铠光缆分别汇入中控室，实现各建筑物之间的光缆互联，同时敷设1 条光缆汇接到项目所在工程区信息专网主干光缆中。光缆敷设采用建筑物外地埋，建筑物内管沟或管槽的方式。光缆应从缆盘的上端引出，不能使光缆在地面摩擦拖拉。光缆上不得有铠装压扁、光缆绞拧、护层折裂等未消除的机械损伤，弯曲半径应符合规范要求。在沟内敷设应有适当的蛇形弯，光缆两端、中间接头、穿管处、垂直位差处均应留有适当的余量。填埋时光缆上下端需覆盖10cm砂土或软土，然后用砖或盖板将光缆盖好，覆盖宽度应超过光缆两侧5cm。在拐弯、接头、交叉、进出建筑物等地段应设明显方位标桩，光缆直线段每隔50～100 处应加设间距适当的路径标桩。标桩应牢固，标志应清晰，标桩露出地面以15cm 为宜。

3 传输系统建设

该项目所在工程区目前有一套传输系统在运行，主要由专用电力线路伴行的OPGW 光缆、ADSS 光缆线路及分布在电厂、变电站内的光传输设备组成，采用中兴通讯的ZXMPS320 设备组成保护环网，传输容量为622M。为满足拦河引水枢纽工程区自动化控制系统、远程图像监控系统、数据和语音系统等对通信的需求，从传输系统的可管理性、可维护性等因素考虑，在35kV变电所中控室新增1 台中兴通信公司622M 的ZXMPS320 传输设备，对现有信息专网传输系统进行结构调整，与信息专网互联，使拦河引水枢纽成为信息专网传输系统中的一个节点，以提高此节点传输系统的可靠性和安全性。建成后的项目所在工程区光传输系统拓扑图见图1。

图1 光传输系统拓扑图

光传输设备配置:根据工程区光传输系统结构，新增的ZXMPS320 传输设备配置2 个622M 光接口。为满足信息安全的要求，为控制区域网络和管理区域网络提供独立的物理通信通道，配置2 块4 端口的快速以太网板；考虑需为拦河引水枢纽预留一定数量的E1 接口，实现一些业务系统对通信2M 通道的需求，配置1 块16*E1 接口板；从传输系统稳定性、可靠性的角度出发，传输设备的关键板块（如时钟板、电源板）按1+1 方式配置。

4 网络系统建设

拦河引水枢纽网络系统建设分为控制区域网络和管理区域网络，两张网络之间相对物理隔离，只有一个唯一的相互通信通道，这样可以有效地避免管理区域网络对控制区域网络的通信影响。

不同路由器通过SDH 传输系统以MSTP 组网方式实现互联，组建各节点局域网。为了保证控制系统的带宽不被监控系统挤占，在路由器上运行QOS。在交换机与其上级管理交换机之间，采用Trunk 方式进行互联，这样可以将各监控点上VLAN 信息透传到上级交换机上。

根据应用的分类，拦河引水枢纽在数据网络上建立工业控制区域、视频监控区域、语音通讯区域3 个相对独立的区域，这3 个区域在数据交换机上有各自相对应的VLANID 和IP 地址。在各信息节点，均采用路由器＋交换机的方式，组建各节点局域网，安全设计采用单臂路由二层VLAN 技术将不同的安全区域隔离开，使各安全区域间的相互通信必须经过路由器，这样就可以在路由器上采用ACL 过滤技术，实现各安全区域间的安全。因此，区域间的逻辑隔离是由交换设备利用VLAN 技术实现，区域间的互通是由路由设备实现，这样在路由设备上通过相应的访问控制策略，可以自由的限制区域间的互通。同时，通过路由器也起着隔离广播的作用。

拦河引水枢纽信息网络拓扑如图2。

图2 拦河引水枢纽信息网络拓扑图

各系统点设备配置：

拦河引水枢纽闸房：部署1 台工业级的交换机，闸房冬天的温度很低，非工业级交换机在温度过低的环境中，不能正常工作；部署1 台4 口IAD 设备，提供电话接入；总控柜内的控制主机接入交换机。

拦河引水枢纽35kV 变电所：部署2 台路由器、1 台交换机，1 台8 口IAD 设备，其中管理区域网络和控制区域网络内的设备在物理上是独立的，没有互联，它们之间的通信必须经过传输系统，通过两张网络的核心节点，进行受控通信。此处的IAD 设备和DVR 设备，接在管理区域网络的交换机上。

北岸管理处：部署1 台交换机，属于控制区域网络。

网络设备采用思科公司的产品，语音设备采用中兴通信公司的产品。

5 远程图像监控系统建设

通过远程图像监控系统建设可以对拦河引水枢纽工程区和管理区周边环境，闸室内的设备运行，人员活动的实时状况进行远程监视，提高管理质量和效益，做到防患于未然。

工程区在不同地段根据需求配置相应功能摄像机，将前端采集的视频控制信号用电缆汇聚至闸房内的监控机柜内，通过视频光端机传输至中控室；管理区视频控制信号直接通过视频、控制电缆传输至中控室。

前端采集的视频信号汇聚至中控室后接入配置的1 台16路视频分配器，将视频信号一分为二，一路接入硬盘录像机进行视频图像的存储，一路接入视频矩阵；控制信号汇聚至中控室后接入配置的多协议转换器上，配置1 台控制键盘进行视频图像的显示、切换和操控。远程监控中心各功能建成后，调度人员使用数字监控平台进行图像调度，可以通过本地控制键盘操作矩阵主机，对各点的闸门图像进行切换，也可对单点摄像头进行上下左右运动及变焦距控制，从而全面监视各站闸门的具体运行情况。

系统核心设备硬盘录像机具有标准以太网接口，可以直接连接到交换机并接入建管局信息专网。授权用户可通过客户端软件或IE 浏览器进行前端各视频图像的实时浏览和操控。

6 结论

通信系统是实现引水工程安全运行的基础。通过上述系统的建设，拦河引水枢纽以现代信息技术、通信技术和计算机网络技术为依托，实现远程、自动、实时的运行管理模式，实现既定目标，同时为整个北岸干渠后续信息化建设打下基础。